SD卡底層驅動 SPI模式

SD卡底層驅動 SPI模式（轉載）二 作者 騎蝸牛找浪漫 日期 2011-5-6 11:14:00 硬體平台：stm32

編譯環境：MDK401

驅動方式：SPI總線

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2010-11-8 19:50

編寫的函數如下：

1、 u8 SD_Init()                                                         SD卡初始化（複位和激活）

2、 u8 SD_SendCommand(u8 cmd, u32 arg, u8 crc)      向SD卡發送一個指令

3、 u32 SD_GetCapacity(void)                                     擷取SD卡的容量

4、 u8 SD_GetCID(u8 *cid_data)                                 擷取SD卡的CID資訊，包括制造商資訊

5、 u8 SD_GetCSD(u8 *csd_data)                               擷取SD卡的CSD資訊，包括容量和速度資訊

6、 u8 SD_ReadMultiBlock(u32 sector, u8 *buffer, u8 count)   讀SD卡的多個block

7、 u8 SD_ReadSingleBlock(u32 sector, u8 *buffer)       讀SD卡的一個block

8、 u8 SD_ReceiveData(u8 *data, u16 len, u8 release)    從SD卡中讀回指定長度的資料，放置在給定位置

9、 u8 SD_WaitReady(void)                                          等待SD卡Ready

10、 u8 SD_WriteMultiBlock(u32 sector, const u8 *data, u8 count)  寫入SD卡的N個block

11、 u8 SD_WriteSingleBlock(u32 sector, const u8 *data)  寫入SD卡的一個block

SD卡指令   推薦SD卡指令共分為12類，分别為class0到class11，不同的SDd卡，主要根據其功能，支援不同的指令集 如下:

Class0 （卡的識别、初始化等基本指令集)

CMD0:複位SD 卡.

CMD1:讀OCR寄存器.

CMD9:讀CSD寄存器.

CMD10:讀CID寄存器.

CMD12:停止讀多塊時的資料傳輸

CMD13:讀 Card_Status 寄存器

Class2 (讀卡指令集):

CMD16:設定塊的長度

CMD17:讀單塊.

CMD18:讀多塊,直至主機發送CMD12為止 .

Class4(寫卡指令集) :

CMD24:寫單塊.

CMD25:寫多塊.

CMD27:寫CSD寄存器 .

Class5 (擦除卡指令集):

CMD32:設定擦除塊的起始位址.

CMD33:設定擦除塊的終止位址.

CMD38: 擦除所選擇的塊.

Class6(寫保護指令集):

CMD28:設定寫保護塊的位址.

CMD29:擦除寫保護塊的位址.

CMD30: Ask the card for the status of the write protection bits

class7：卡的鎖定，解鎖功能指令集  

class8：申請特定指令集 。

class10 －11 ：保留

其中　class1,    class3,class9：SPI模式不支援

SD卡指令格式如下：

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2010-11-8 19:45

解釋：6個位元組，第一個位元組最高兩個BIT為01，2-5BYTE為參數，還有一個位元組的CRC校驗

SD卡SPI模式硬體連接配接：（典型連接配接）

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SD卡兩種模式，引角使用情況（ 注意：本帖所用SPI模式）

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SPI時序如下：

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SD卡時序如下：

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時序分析（這裡我舉一個例子）

SD卡讀扇區時序

1、拉低CS，選中SD卡

2、發送指令17（從本帖的上面查）

3、指令發送完畢後不斷的讀取輸出線，讀到0xFE，表示指令成功

4、準備接收資料，0xFE是資料的開始，此後就可以接收512個位元組了   （當然在初始化的時候有用指令16設定塊的大小為512）

5、資料接收完畢，拉高CS線

6、 最後等8個時鐘，你可以随便發一個BYTE就可以了（嚴格按照時序，大家别偷懶哦）

SD卡讀扇區時序

1. u8 SD_ReceiveData(u8 *data, u16 len, u8 release)
2. {
3. u16 retry;
4. u8 r1;
5. SD_CS_Reset();  // 啟動一次傳輸
6. //等待SD卡發回資料起始令牌0xFE
7. retry = 0;
8. do
9. {
10. r1 = SPI_ReadWriteByte(0xFF);
11. retry++;
12. if(retry>200) //200次等待後沒有應答，退出報錯
13. {
14. SD_CS_Set();
15. return 1;
16. }
17. }while(r1 != 0xFE);
18. //開始接收資料
19. while(len--)
20. {
21. *data = SPI_ReadWriteByte(0xFF);
22. data++;
23. }
24. //下面是2個僞CRC（dummy CRC）
25. SPI_ReadWriteByte(0xFF);
26. SPI_ReadWriteByte(0xFF);
27. //按需釋放總線，将CS置高
28. if(release == RELEASE)
29. {
30. //傳輸結束
31. SD_CS_Set();
32. SPI_ReadWriteByte(0xFF);
33. }
34. return 0;
35. }

複制代碼

SD_SendCommand

1. u8 SD_SendCommand(u8 cmd, u32 arg, u8 crc)
2. {
3. unsigned char r1;
4. unsigned char Retry = 0;
5. // SPI_ReadWriteByte(0xff);
6. //片選端置低，選中SD卡
7. SD_CS_Reset();
8. //發送
9. SPI_ReadWriteByte(cmd | 0x40); //分别寫入指令
10. SPI_ReadWriteByte(arg >> 24);
11. SPI_ReadWriteByte(arg >> 16);
12. SPI_ReadWriteByte(arg >> 8);
13. SPI_ReadWriteByte(arg);
14. SPI_ReadWriteByte(crc);
15. //等待響應，或逾時退出
16. while((r1 = SPI_ReadWriteByte(0xFF))==0xFF)
17. {
18. Retry++;
19. if(Retry > 200)
20. {
21. break;
22. }
23. }
24. //關閉片選
25. //在總線上額外增加8個時鐘，讓SD卡完成剩下的工作
26. SPI_ReadWriteByte(0xFF);
27. SD_CS_Set();
28. //傳回狀态值
29. return r1;
30. }

複制代碼

SD卡初始化代碼：

這裡我不敢保證大家的卡都能初始化成功，我自己的是可以，我發送CMD0和CMD1就可以初始化啦

網上有更相容的初始化代碼，大家可以看看哦！

調試的時候大家看傳回值就可以了，哪裡沒成功就修改哪裡哦！

1. u8 SD_Init()
2. {
3. unsigned char time,temp,i;
4. SD_CS_Set(); //關閉片選
5. for(i=0;i<0x0A;i++) //初始時，首先要發送最少74個時鐘信号，這是必須的！！！
6. {
7. SPI_ReadWriteByte(0xff); //120個時鐘
8. }
9. SD_CS_Reset(); //打開片選
10. time=0;
11. do
12. {
13. temp=SD_SendCommand(CMD0, 0 ,0x95);//寫入CMD0  複位SD卡
14. time++;
15. if(time==200)
16. {
17. SD_CS_Set(); //關閉片選
18. }
19. }while(temp!=0x01);
20. time=0;
21. do
22. {
23. temp=SD_SendCommand(CMD1, 0 , 0xff); //寫入CMD1 激活SD卡
24. time++;
25. if(time==200)
26. {
27. SD_CS_Set(); //關閉片選
28. }
29. }while(temp!=0);
30. SPI_SetSpeed(1);
31. temp = SD_SendCommand(CMD59, 0, 0x01);
32. if(temp != 0x00)
33. {
34. return temp; //指令錯誤，傳回r1
35. }
36. temp=SD_SendCommand(CMD16,512,0xff);
37. if(temp!=0x00)
38. {
39. return temp ;
40. //指令錯誤，傳回r1
41. }
42. SD_CS_Set(); //關閉片選
43. SPI_ReadWriteByte(0xff); //按照SD卡的操作時序在這裡補8個時鐘
44. return 0;
45. }

複制代碼

寫入SD卡的N個block

1. u8 SD_WriteMultiBlock(u32 sector, const u8 *data, u8 count)
2. {
3. u8 r1;
4. u16 i;
5. //設定為高速模式
6. SPI_SetSpeed(SPI_SPEED_HIGH);
7. //如果不是SDHC，給定的是sector位址，将其轉換成byte位址
8. if(SD_Type != SD_TYPE_V2HC)
9. {
10. sector = sector<<9;
11. }
12. //如果目标卡不是MMC卡，啟用ACMD23指令使能預擦除
13. if(SD_Type != SD_TYPE_MMC)
14. {
15. r1 = SD_SendCommand(ACMD23, count, 0x00);
16. }
17. //發多塊寫入指令
18. r1 = SD_SendCommand(CMD25, sector, 0x00);
19. if(r1 != 0x00)
20. {
21. return r1; //應答不正确，直接傳回
22. }
23. //開始準備資料傳輸
24. SD_CS_Reset();
25. //先放3個空資料，等待SD卡準備好
26. SPI_ReadWriteByte(0xff);
27. SPI_ReadWriteByte(0xff);
28. //--------下面是N個sector寫入的循環部分
29. do
30. {
31. //放起始令牌0xFC 表明是多塊寫入
32. SPI_ReadWriteByte(0xFC);
33. //放一個sector的資料
34. for(i=0;i<512;i++)
35. {
36. SPI_ReadWriteByte(*data++);
37. }
38. //發2個Byte的dummy CRC
39. SPI_ReadWriteByte(0xff);
40. SPI_ReadWriteByte(0xff);
41. //等待SD卡應答
42. r1 = SPI_ReadWriteByte(0xff);
43. if((r1&0x1F)!=0x05)
44. {
45. SD_CS_Set(); //如果應答為報錯，則帶錯誤代碼直接退出
46. return r1;
47. }
48. //等待SD卡寫入完成
49. if(SD_WaitReady()==1)
50. {
51. SD_CS_Set(); //等待SD卡寫入完成逾時，直接退出報錯
52. return 1;
53. }
54. //本sector資料傳輸完成
55. }while(--count);
56. //發結束傳輸令牌0xFD
57. r1 = SPI_ReadWriteByte(0xFD);
58. if(r1==0x00)
59. {
60. count = 0xfe;
61. }
62. if(SD_WaitReady())
63. {
64. while(1)
65. {
66. }
67. }
68. //寫入完成，片選置1
69. SD_CS_Set();
70. SPI_ReadWriteByte(0xff);
71. return count; //傳回count值，如果寫完則count=0，否則count=1
72. }

複制代碼